專利名稱：用于減少顆粒的真空限束孔清潔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及離子注入系統(tǒng)，尤其是涉及用于控制離子注入系統(tǒng)的顆粒污染的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件和其它產(chǎn)品的制造中，使用離子注入系統(tǒng)來賦予雜質(zhì)(通常所說的摻雜元素)到半導(dǎo)體晶片、顯示面板或其它工件中。常規(guī)離子注入系統(tǒng)或離子注入器用離子束處理工件以便產(chǎn)生η或P型摻雜區(qū)域，或者在工件中形成鈍化層。當(dāng)用于摻雜半導(dǎo)體時，離子注入系統(tǒng)注入選定種類離子以產(chǎn)生期望的非本征材料。例如，從原材料諸如銻、砷或磷產(chǎn)生的注入離子形成η型非本征材料晶片。替代地，從諸如硼、鎵或銦的材料產(chǎn)生的注入離子在半導(dǎo)體晶片中形成P型非本征材料部分。常規(guī)離子注入系統(tǒng)包括使期望的摻雜元素離子化的離子源，然后摻雜元素被加速而形成具有指定能量的離子束。離子束對準(zhǔn)工件的表面以便用摻雜元素注入工件。離子束的高能離子穿透工件的表面從而它們嵌入到工件材料的晶格中以形成具有期望導(dǎo)電率的區(qū)域。注入過程典型地在高真空處理室中完成，這樣防止離子束由于和殘余氣體分子碰撞而分散，并使工件被空氣中的顆粒污染的風(fēng)險最小化。離子劑量和能量是普遍用來限定離子注入的兩個變量。離子劑量與用于給定半導(dǎo)體材料的注入離子的濃度有關(guān)。典型地，大電流注入器(一般大于10毫安(mA)離子射束電流)用于大劑量注入，而中電流注入器(一般能達到大約ImA離子射束電流)用于較小劑量應(yīng)用。離子能量用于控制在半導(dǎo)體器件中的結(jié)深。構(gòu)成離子束的離子的能量決定注入離子的深淺程度。高能處理，諸如用于在半導(dǎo)體器件中形成退化型井(retrograde well)的那些，一般需要高達幾百萬電子伏(Mev)的注入，而淺結(jié)可能只要求I千電子伏(keV)以下的能量。半導(dǎo)體器件的變得越來越小的持續(xù)趨勢要求具有離子源的注入器能夠在低能量下輸送高射束電流。高射束電流提供必需的劑量水平，同時低能量水平允許淺注入。例如，在互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件中的源/漏結(jié)需要這樣的大電流、低能量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于減小離子注入系統(tǒng)中的顆粒污染的方法和系統(tǒng)。下面提出本發(fā)明的簡化的概要以便提供對本發(fā)明的一些方面的基本理解。本摘要并非對本發(fā)明的詳盡總結(jié)。意思是既非確定本發(fā)明的關(guān)鍵或核心元件，也并非要描繪本發(fā)明的范圍。它的目的是以簡單的形式提出本發(fā)明的一些概念作為后面要提出的更詳細的描述的先導(dǎo)。本發(fā)明大致指向用于減小離子注入系統(tǒng)中的顆粒污染的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個典型方面，提供離子注入系統(tǒng)例如大電流離子注入系統(tǒng)，其具有離子源、位于質(zhì)量分析器的出口附近的解析孔，以及減速抑制板及/或位于解析孔下游的孔。終端站進一步設(shè)置在減速抑制板和解析孔的下游，其中終端站構(gòu)造成在離子注入期間支撐工件。在一個例子中，在終端站之前，等離子體洪流容納圍繞物(也被稱為等離子體洪流組件)及/或一個或多個接地參照孔進一步設(shè)置在解析孔的下游。根據(jù)本發(fā)明的一個典型方面，離子束由離子源形成并被質(zhì)量分析，其中離子束因此通過解析板、減速抑制板。減速抑制電壓被施加到減速抑制板，其中選擇性地從離子束剝離電子并聚焦離子束。在一個例子中，工件位于終端站中并用來自離子束的離子注入，其中工件隨后被從終端站移走至外部環(huán)境，而另一工件被移入終端站中用于注入。與工件在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移同時發(fā)生的是，調(diào)制減速抑制電壓，其中擴張和收縮離子束的高度及/或?qū)挾?。因而例如解析孔的一個或多個表面在減速抑制電壓調(diào)制期間被擴展和收縮的離子束沖擊，其中大致減小由于之前沉積的物質(zhì)殘留在所述一個或多個表面上而造成的以后對工件的污染。例如，調(diào)制減速抑制電壓通過從所述一個或多個表面濺出之前沉積的物質(zhì)大致從所述一個或多個表面移除之前沉積的物質(zhì)。替代的，取決于例如離子束的種類、質(zhì)量及/或能量，調(diào)制減速抑制電壓大致增強之前沉積的物質(zhì)對所述一個或多個表面的附著。根據(jù)另一典型方面，減速抑制電壓同時影響從離子束移除電子和對離子束的聚焦，其中調(diào)制減速抑制電壓在離子束上的影響導(dǎo)致在一定范圍的減速抑制電壓上的對離子束的高度及/或?qū)挾鹊膬粽{(diào)制。因此，離子束被大致擴展和收縮或者“掃”過位于解析孔的下游的部件。因此，離子束的擴張和收縮導(dǎo)致離子束沖擊至少解析孔的一個或多個表面，其中大致將之前沉積的物質(zhì)濺射干凈，及/或?qū)⒅俺练e的物質(zhì)有力地附著或貼附到所述一個或多個表面，其中使由于薄膜應(yīng)力造成沉積物質(zhì)分層的機會最小化。根據(jù)又一方面，通過移動小的顆?；蛘呶挥谙嚓P(guān)表面(諸如在等離子體洪流組件中的孔或開口之間的表面)上的之前沉積的物質(zhì)，例如等離子體洪流組件或任何下游圍繞物得到清潔，其中所述移動足以讓所述顆粒通過所述孔或開口掉落。根據(jù)另一例子，在工件被移入和移出終端站的同時，減速抑制電壓被調(diào)制在零伏和操作抑制電壓之間。在另一例子中，在工件被移入或移出終端站的同時，減速抑制電壓被循環(huán)地改變一個或多個周期。為了實現(xiàn)前述和相關(guān)目的，本發(fā)明包括下面完整描述并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的描述和附圖詳細闡明了本發(fā)明的一些說明性實施例。然而，這些實施例只是指出本發(fā)明的原理可以應(yīng)用的各種方法中的幾種。在結(jié)合附圖考慮時，從下面對本發(fā)明的詳細描述中，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和新穎特征將變得顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個方面的典型離子注入系統(tǒng)的平面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明另一個方面的另一典型離子注入系統(tǒng)的詳細平面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個典型方面的用于在注入離子到一個或多個工件期間減小顆粒污染的典型方法的框圖。
具體實施例方式本發(fā)明一般指向用于減小與注入離子到一個或多個工件有關(guān)的顆粒污染的系統(tǒng)和方法。特別是，所述方法在離子注入系統(tǒng)中在離子束通過質(zhì)量分析器以后提供離子束的擴張和收縮，其中一個或多個下游部件的一個或多個表面在工件傳送到/傳送出離子注入系統(tǒng)的終端站期間暴露至擴張的離子束。因此，下面將參照附圖來描述本發(fā)明，在附圖中從始至終相同的附圖標(biāo)記用來指代相同的元件。應(yīng)該理解，對這些方面的描述僅僅是說明性的，不應(yīng)該將它們認為是限制性的涵義。在下面的描述中，為了說明的目的，將闡明無數(shù)具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下將本發(fā)明付諸實踐。現(xiàn)在參考圖1和2，概略地示出了典型離子注入系統(tǒng)100，其中所述典型離子注入系統(tǒng)適于實現(xiàn)本發(fā)明的一個或更多方面。應(yīng)該注意到，雖然離子注入裝置100作為一個例子在圖中示出，本發(fā)明可以使用其它不同類型的離子注入裝置和系統(tǒng)(諸如高能系統(tǒng)、低能系統(tǒng)或者其它注入系統(tǒng))付諸實踐，所有這樣的系統(tǒng)都被認為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，圖1和2的離子注入系統(tǒng)100包括終端102、束線組件104以及終端站106 (例如，總稱為處理室)，其中通過圖1中所示的一個或更多真空泵108，離子注入系統(tǒng)一般放置在真空中。離子注入系統(tǒng)100例如構(gòu)造成注入離子到工件110(例如，半導(dǎo)體晶片、顯示面板等)中。在一個例子中，離子注入系統(tǒng)100構(gòu)造成注入離子到單個工件110中(例如，“串行”離子注入器)，其中工件一般?？吭谖挥诮K端站106內(nèi)的支撐件112(例如，基座或靜電卡盤)上。替代地，離子注入系統(tǒng)100構(gòu)造成注入離子到多個工件110中(例如“批量”離子注入器)，其中終端站106包括轉(zhuǎn)動淺盤(未示出)，在淺盤上幾個工件相對于離子束114平移。應(yīng)該注意到能夠操作以從離子源抽取離子并將離子注入到一個或更多工件中的任何離子注入裝置都被認為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，本發(fā)明已經(jīng)在具有相對短的束線長度的離子注入系統(tǒng)100 (例如大電流離子注入系統(tǒng))中示出特別的用處。終端102例如包括由源電源122供電的離子源120，以及抽取組件124，所述組件由抽取電源126供電以便通過施加到其上的抽取電壓Vex從離子源120抽取離子，由此提供抽取到的離子束114到束線組件104。抽 取組件124，例如結(jié)合束線組件104，可操作成將離子指向?？吭诮K端站106中的支撐件112上的工件110，以給定能量水平注入到所述工件上。在一個例子中，離子源120包括等離子體室(未示出)，在該室中處理材料的離子在高正電勢下被激發(fā)。應(yīng)該注意到，一般產(chǎn)生正離子，但是本發(fā)明也可應(yīng)用到源120產(chǎn)生的是負離子的系統(tǒng)。抽取組件124還包括等離子體電極130和一個或多個抽取電極132，其中等離子體電極相對于一個或多個抽取電極被偏壓，但相對于離子源120內(nèi)的等離子體漂移(例如，等離子體電極相對于工件110在120kV下，其中工件一般被接地)。一個或多個抽取電極132例如被偏壓在小于等離子體電極130的電壓下(例如抽取電壓VExtract為O-1OOkV)。一個或多個抽取電極132相對于等離子體的負的相對電勢形成靜電場，該靜電場可以抽取并加速正離子從離子源120離開。例如，一個或多個抽取電極132具有一起有關(guān)的一個或多個抽取孔134，帶正電荷的離子通過所述一個或多個抽取孔離開離子源120而形成離子束114，所抽取出的離子的速度一般由提供到一個或多個抽取電極的電
勢 ^Extract 決定。根據(jù)本發(fā)明的一個典型方面，束線組件104包括在離子源120附近具有入口的束導(dǎo)引器135 (例如，與抽取孔134有關(guān))、接受抽取的離子束114的質(zhì)量分析器136，以及帶有解析板138的出口，其中質(zhì)量分析器一般形成偶極子磁場以便只讓具有適當(dāng)電荷質(zhì)量比或范圍的離子(例如，具有期望質(zhì)量范圍的離子的質(zhì)量分析離子束)有效通過到位于終端站106中的工件110。一般，在離子源120中的源材料的電離產(chǎn)生一種具有期望原子質(zhì)量的帶正電荷的離子。然而，除了所述期望類型的離子，電離過程也會產(chǎn)生一定比例的具有其它原子質(zhì)量的離子。具有高于或低于正確原子質(zhì)量的離子不適合注入并被叫做不期望類型。質(zhì)量分析器136產(chǎn)生的磁場一般導(dǎo)致離子束114中的離子在曲線軌跡中移動，因此，建立磁場使得只有具有和期望離子種類的原子質(zhì)量相等的原子質(zhì)量的那些離子會橫穿射束路徑P到終端站106。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在圖1的束導(dǎo)引器135的出口處的解析板138與質(zhì)量分析器136協(xié)力操作，以便從離子束114去掉其原子質(zhì)量接近但是不完全等于期望種類的離子的原子質(zhì)量的不期望種類離子。解析板138例如由玻璃石墨或者另一種材料諸如鎢或鉭構(gòu)成，并包括一個或多個細長孔140，其中在離子束114中的離子在它們離開束導(dǎo)引器135時穿過所述孔。在解析板138處，從離子束110的路徑P離子分散(例如，在P’處示出的)處于其最小值，離子束的寬度(P’ -P’ )在離子束114穿過解析孔140處為最小值。在一個例子中，質(zhì)量分析 器136的磁場的強度和定向，以及從離子源120抽取的離子的速度，由控制器142確定，從而一般只有原子量等于期望種類的原子量(或電荷質(zhì)量比)的離子才會橫穿預(yù)定的期望的離子束路徑P到終端站106。在一個例子中，控制器142可操作為控制離子注入系統(tǒng)100的所有方面。例如，控制器142可操作為控制電源122以產(chǎn)生離子，以及控制抽取電源126，其中離子束路徑P—般受到控制。在其它控制中，控制器142例如還可操作為調(diào)整與質(zhì)量分析器136有關(guān)的磁場的強度和定向。在另一個例子中，控制器142還操作為控制工件110在終端站106內(nèi)的位置，并且可進一步構(gòu)造成控制工件在終端站106和外部環(huán)境143之間的傳遞。應(yīng)該意識到，控制器142可包括處理器、計算機系統(tǒng)及/或用于系統(tǒng)100的整體控制的操作者(例如，計算機系統(tǒng)結(jié)合操作者的輸入)。原子質(zhì)量明顯大于或明顯小于期望離子原子質(zhì)量的不期望種類離子被從圖1的束導(dǎo)引器135內(nèi)的期望射束路徑P急劇偏轉(zhuǎn)，并且一般不離開束導(dǎo)引器。然而，如果不期望離子的原子質(zhì)量非常接近期望種類的原子質(zhì)量，不期望離子的軌跡將僅僅稍微偏離期望的射束路徑P。因此，僅僅稍微偏離期望射束路徑P的這樣的不期望離子傾向于沖擊解析孔140的面向上游表面144。在大電流離子注入系統(tǒng)100中，射束路徑P的長度相對較短，離子束114的減速(例如，稱為“減速模式”)經(jīng)常希望恰好在離子束沖擊工件110之間發(fā)生。在這樣的系統(tǒng)中，在解析板138的下游設(shè)置了減速抑制板146，其中由減速抑制電壓源148提供的減速抑制電壓Vd^1 —般讓離子束減速并防止電子沿著束線P向上游行進。此外在減速抑制板146的下游設(shè)置接地板150以便抵消減速抑制板146的下游效果。減速抑制板146和接地板150例如被進一步用作光學(xué)裝置以便聚焦減速離子束114。應(yīng)該注意到，盡管在一個例子中使用減速抑制板146以提供對離子束的減速及/或抑制，減速抑制板可以由任何電學(xué)偏壓板及/或孔構(gòu)成，所有這樣的板及/或孔都被認為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)一個例子，施加到減速抑制板的減速抑制電壓Vd^ —般決定在環(huán)繞離子束114的等離子體外套中的電子的量。在例如從離子束114中去除足夠數(shù)量的電子以后，會出現(xiàn)一種稱為射束“爆發(fā)”的情況，這種情況指在離子束內(nèi)的帶相同電荷(正)的離子彼此排斥(也被稱為空間電荷效應(yīng))。這種相互排斥導(dǎo)致具有期望形狀的離子束會從預(yù)期束線路徑P發(fā)散開來。因此，減速抑制板146進一步提供對離子束的光學(xué)聚焦(在電子被從離子束114剝除出去時)，離子束的高度和寬度一般至少部分地基于從離子束剝除的電子的數(shù)量及/或與減速抑制板有關(guān)的聚焦光學(xué)裝置而決定。在另一例子中，等離子體電子洪流(PEF)圍繞物152進一步位于孔接地板150沿離子束路徑P的下游，其中PEF圍繞物構(gòu)造成提供電子到離子束114以便控制在工件110上的電荷，同時還控制與離子束有關(guān)的空間電荷以便控制在工件附近的離子束爆發(fā)或擴張。根據(jù)另一例子，PEF圍繞物152包括帶有百葉窗的圍繞物154。在離子注入系統(tǒng)100的操作期間，污染物質(zhì)諸如不期望種類離子、從解析孔140、束導(dǎo)引器135等濺出的碳、來自離子源120的摻雜物質(zhì)，以及從工件110濺出的光阻劑和硅往往積累在離子注入系統(tǒng)的鄰近離子束114的一個或多個內(nèi)表面156上。尤其是，在重復(fù)進行離子注入到工件110中以后，圖2中所示的解析板138的圍繞解析孔140的面向上游的橫截面158傾向于積累污染物質(zhì)(未示出)。此外，來自工件110的光阻劑物質(zhì)本身也會積累在離子注入裝置100的內(nèi)表面156上。在與解析板138和終端站106之間的部件有關(guān)的一個或多個內(nèi)表面156上的污染物質(zhì)積累傾向于在注入期間最終剝落，這樣產(chǎn)生不利的電荷和顆粒問題。此外，在解析孔140附近積累的污染物還使射束路徑P的外端(extremity)附近的期望離子撞擊并逐出積聚的污染物。被逐出的污染物會進一步行進至工件110的表面，從而潛在地在得到的注入后工件上造成各種不期望的影響。例如，被逐出的污染物可能還進入部件(諸如減速抑制板146)產(chǎn)生的高電場，其中造成產(chǎn)生額外顆粒的有害電弧放電。離子束爆發(fā)可能出現(xiàn)的更多并從表面將顆粒運送到離子束的路徑的外面。因此，在離子束114的運送中的這種中斷有很大的可能會不利地影響劑量的一致性以及注入后的工件110的整體質(zhì)量。因而，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖3示出典型方法200，其用于減小對離子注入系統(tǒng)中的工件造成的顆粒污染。盡管這里典型方法示出并描述為一系列動作或事件，應(yīng)該意識到，本發(fā)明不限于所述動作或事件的所示出的順序，因為除了這里示出的描述的情形以夕卜，依照本發(fā)明，一些步驟可能出現(xiàn)在不同的順序中及/或與其它步驟同時發(fā)生。另外，并非需要所有示出的步驟來實施依照本發(fā)明的方法。此外，應(yīng)該意識到，可以連同這里示出和描述的系統(tǒng)以及連同未示出的其它系統(tǒng)來實施所述方法。如圖3所示，方法300開始是在動作205中提供離子注入系統(tǒng)，其中所述離子注入系統(tǒng)構(gòu)造成經(jīng)由離子束注入離子到一個或多個工件中，例如圖1-2中的離子注入系統(tǒng)100。盡管圖1-2的離子注入系統(tǒng)100示出為一個例子，可以提供具有相似或不相似的部件的各種其它離子注入系統(tǒng)用于當(dāng)前描述的方法的注入，并且所有這樣的離子注入系統(tǒng)都被認為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在動作205中提供的離子注入系統(tǒng)包括離子源、位于質(zhì)量分析器的出口附近的解析孔、位于解析孔的下游的減速抑制板，以及構(gòu)造成在離子注入期間支撐工件的終端站。根據(jù)一個例子，在動作210中通過離子源形成離子束。減速抑制電壓被進一步施加到減速抑制板，其中電子被選擇性從離子束剝離并且離子束被大致聚焦，如上面描述的那樣。因而，例如位于減速抑制板的下游的工件被來自減速后的離子束的離子注入。一旦完成充分注入，在動作215中工件被從終端站轉(zhuǎn)移至外部環(huán)境，另一工件可以從外部環(huán)境移動到終端站中以進行離子注入。
根據(jù)本發(fā)明，一般與動作215中的工件的移入/移出終端站同時發(fā)生的，在動作220中被施加到減速抑制板的減速抑制電壓受到調(diào)制，其中擴張和收縮離子束。有利地，動作220與工件在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移時的時間段同時進行(例如，在動作215中在工件交換期間)，其中減小了由于物質(zhì)經(jīng)由離子束被送到工件而造成的工件污染的可能性。在動作220的離子束的擴張和收縮期間，例如，至少解析孔的一個或更多表面受到擴張和收縮的離子束的沖擊。例如，在動作220期間，解析孔、減速抑制板和任何接地參照孔或其它位于解析孔下游的組件受到擴張和收縮的離子束的沖擊。通過在動作220中調(diào)制減速抑制電壓，之前沉積(例如，濺出)到與解析孔、減速抑制板和任何參照孔或其它的位于解析孔下游的組件有關(guān)的一個或更多表面上的物質(zhì)被大致減輕，如下面將進一步描述的那樣。這樣，減速抑制電壓被調(diào)制在最大電壓和最小電壓之間，其中擴張和收縮離子束穿過解析孔、減速抑制板和任何接地參照孔或者其它位于解析孔下游的組件的橫截面，既不會污染工件同時又使離子注入系統(tǒng)的停工時間最小化。因此，離子束一般掃過解析孔及/或位于解析孔下游的部件。這樣，離子束的擴張和收縮導(dǎo)致離子束沖擊至少解析孔的一個或更多表面，其中大致將之前沉積的物質(zhì)濺射干凈，及/或?qū)⒅俺练e的物質(zhì)有力地粘附或粘貼到所述一個或更多表面，其中使由于薄膜應(yīng)力造成的沉積的材料出現(xiàn)分層的機會最小化。之前沉積的物質(zhì)是被移除還是更有力地粘附到所述一個或更多表面，例如由所用的特定離子束的質(zhì)量或能量決定。無論如何，本發(fā)明降低了在后面的離子注入過程中之前沉積的材料有害地沖擊工件的可能性。在一個例子中，至少用擴張和收縮的離子束沖擊解析孔的至少前表面和側(cè)表面，其中將至少解析孔的前表面和側(cè)表面濺射干凈。因此，在當(dāng)前例子中，有利的是離子束在工件轉(zhuǎn)移期間并不消失。此外，注意到調(diào)制減速抑制電壓一般不會明顯影響解析孔上游的離子束。依照又一典型方面，動作220包括調(diào)制減速抑制電壓在零伏和某個操作抑制電壓(例如150keV)之間。該操作抑制電壓例如一般是在向工件中進行離子注入期間所使用的減速抑制電壓。減速抑制電壓的調(diào)制，例如在工件轉(zhuǎn)移期間循環(huán)一個或多個周期。工件在終端站和外部環(huán)境之間的轉(zhuǎn)移例如可以在小于大約3秒的時間內(nèi)完成，其中減速抑制電壓在所述大約小于3秒的時間內(nèi)受到調(diào)制，并且一旦準(zhǔn)備好用離子注入工件就回到期望的減速抑制電壓。根據(jù)又一典型方面，在動作205中提供的離子注入系統(tǒng)還包括等離子體電子洪流(flood)圍繞物，其中等離子體電子洪流圍繞物的至少一個或更多表面還被動作220的擴張和收縮的離子束沖擊，其中大致移除之前濺射/沉積的物質(zhì)及/或殘留的顆粒。例如，通過沖擊與等離子體洪流組件或下游圍繞物有關(guān)的一個或更多表面(其中從相關(guān)表面逐出小的顆粒)，動作220讓等離子體洪流組件的基部或下游圍繞物得到清潔。例如逐出或移動所述小的顆粒還是大致充分的，以允許顆粒通過等離子體洪流組件的孔或開口掉落，其中大致將污染從等離子體洪流組件移除。根據(jù)又一例子，關(guān)于是否沉積的物質(zhì)將要被從所述一個或更多表面上濺出或者被有意地更有力地附著(例如“貼附”)到所述一個或更多表面，要作出決定。通過將沉積的物質(zhì)貼附到所述一個或更多表面，沉積的物質(zhì)不那么容易在后面的工件處理期間被濺射出去。決定是否濺出或貼附所沉積的物質(zhì)要至少部分地基于期望的離子束能量及/或被注入的種類的特性(例如質(zhì)量)。雖然已經(jīng)關(guān)于某些優(yōu)選實施例示出和描述了本發(fā)明，顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解該說明書和附圖以后會想到等同替代方案和變型。尤其是關(guān)于上面描述的部件(組件、裝置、電路等)所完成的各種功能，用于描述這樣的部件的術(shù)語(包括提到“裝置”)的意思是對應(yīng)(除非另外指明)能夠完成所描述部件的指定功能的任何部件(即，功能上等同)，即使那些部件在結(jié)構(gòu)上不等同于此處示出的本發(fā)明典型實施例中所公開的完成所述功能的結(jié)構(gòu)。另外，盡管僅僅關(guān)于幾個實施例中的一個描述本發(fā)明的特定特征，這樣的特征可以和其它實施例的一個或其它特征相結(jié)合，所述結(jié)合是可期望的并且可能對于任何給定或特定應(yīng)用來說是有利的。
權(quán)利要求
1.一種用于減小離子注入系統(tǒng)中的顆粒污染的方法，所述方法包括: 提供離子注入系統(tǒng)，所述離子注入系統(tǒng)具有離子源、位于質(zhì)量分析器的出口附近的解析孔、位于解析孔的下游的減速抑制板，以及構(gòu)造成在離子注入工件期間支撐工件的終端站； 通過離子源形成離子束； 施加減速抑制電壓到減速抑制板，其中選擇性地從離子束剝離電子并聚焦離子束； 在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移工件；及 大致在工件轉(zhuǎn)移的同時調(diào)制減速抑制電壓，其中擴張和收縮離子束的高度及/或?qū)挾?，其中解析孔的一個或多個表面被擴張和收縮的離子束沖擊，其中大致減小由于之前沉積的物質(zhì)殘留在所述一個或多個表面上而造成的以后對工件的污染。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中減速抑制電壓同時影響從離子束移除電子以及對離子束的聚焦，其中調(diào)制減速抑制電壓對離子束的影響導(dǎo)致在減速抑制電壓的范圍上凈調(diào)制離子束的高度及/或?qū)挾取?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓包括在零伏和操作抑制電壓之間改變所述減速抑制電壓 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓包括周期地改變減速抑制電壓一個或多個周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓大致不影響解析孔上游的離子束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少解析孔的所述一個或多個表面包括可選擇解析孔的至少前表面和側(cè)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移工件用小于大約3秒的時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中離子注入系統(tǒng)還包括等離子體電子洪流圍繞物或等離子體電子流圍繞物，其中等離子體電子洪流圍繞物的至少一個或多個表面受到擴張和收縮的離子束的沖擊，其中大致移除殘留在其上的之前沉積的物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中之前沉積的物質(zhì)通過等離子體電子洪流圍繞物中的一個或多個開口掉落。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓大致從所述一個或多個表面移除所述之前沉積的物質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓大致增強所述之前沉積的物質(zhì)對所述一個或多個表面的附著或附著力。
12.一種用于減小在離子注入系統(tǒng)中的顆粒污染的方法，所述方法包括: 提供離子注入系統(tǒng)，所述離子注入系統(tǒng)具有離子源、質(zhì)量分析器、位于質(zhì)量分析器的出口附近的解析孔、位于解析孔的下游的減速抑制板，以及終端站； 通過離子源形成離子束； 從外部環(huán)境轉(zhuǎn)移工件到終端站中； 施加減速抑制電壓到減速抑制板，其中在離子束沖擊工件之前大致從離子束剝離電子；將來自離子束的被減速的離子注入到工件中； 將工件從終端站轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境；及 在工件移入和移出終端站的同時調(diào)制減速抑制電壓，其中使離子束擴張和收縮，其中解析孔及/或解析孔下游的一個或多個部件的一個或多個表面被擴張和收縮的離子束沖擊，其中大致減小由于之前沉積的物質(zhì)殘留在所述一個或多個表面上而造成的以后對工件的污染。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓包括在零伏和操作抑制電壓之間改變所述減速抑制電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓包括周期地改變減速抑制電壓一個或多個周期。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓大致從所述一個或多個表面移除所述之前沉積的物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)制減速抑制電壓大致增強之前沉積的物質(zhì)對所述一個或多個表面的附著或附著力。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移工件用小于大約3秒的時間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在解析孔下游的所述一個或多個部件包括等離子體電子洪流圍繞物，其中等離子體電子洪流圍繞物的至少一個或多個表面受到擴張和收縮的離子束的沖擊，其中大致移除殘留在其上的之前沉積的物質(zhì)。
19.一種用于減小注入離子到工件期間的顆粒污染的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:` 在構(gòu)造成形成離子束的離子注入系統(tǒng)中，所述離子注入系統(tǒng)具有離子源、位于質(zhì)量分析器的出口附近的解析孔、位于解析孔的下游的減速抑制板、減速抑制電壓源，以及構(gòu)造成在通過離子束將離子注入工件期間支撐工件的終端站； 減速抑制電壓源，操作地連接到減速抑制板，其中供應(yīng)到減速抑制板的預(yù)定減速抑制電壓可操作，以基于所述減速抑制電壓從離子束剝離電子； 轉(zhuǎn)移機構(gòu)，其構(gòu)造成在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移所述工件；及 控制器，其構(gòu)造成在轉(zhuǎn)移工件的大致同時，在預(yù)定的低電壓和預(yù)定的減速抑制電壓之間選擇性地調(diào)制減速抑制電壓，其中擴展和收縮離子束，其中至少解析孔的一個或多個表面被擴張和收縮的離子束沖擊，其中大致減小由于之前沉積的物質(zhì)殘留在所述一個或多個表面上而造成的以后對工件的污染。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中控制器構(gòu)造成在工件在終端站和外部環(huán)境之間轉(zhuǎn)移的大致同時，在零伏和預(yù)定的減速抑制電壓之間選擇性地調(diào)制減速抑制電壓。
全文摘要
提供一種用于減小離子注入系統(tǒng)(100)中的顆粒污染的方法和系統(tǒng)，其中離子注入注入系統(tǒng)具有源(120)、質(zhì)量分析器(136)、解析孔(138)、減速抑制板(146)以及終端站(106)。通過離子源形成離子束(114)，而工件(110)在外部環(huán)境和用于離子注入的終端站之間轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移工件的同時，調(diào)制施加到減速抑制板的減速抑制電壓(148)，使離子束擴張和收縮，其中解析孔的一個或更多表面及/或在解析孔下游的一個或更多部件受到離子束的沖擊，其中減小由于之前沉積的物質(zhì)殘留在所述一個或更多表面上而造成的以后對工件的污染。通過移除之前沉積的物質(zhì)或者將之前沉積的物質(zhì)有力地附著到所述一個或更多表面，能夠減輕污染。
文檔編號H01J37/317GK103201820SQ201180016818
公開日2013年7月10日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者奈爾·卡爾文, 張錦程 申請人:艾克塞利斯科技公司